CN217544756U - 一种动力电池顶盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池顶盖，包括顶盖板、形成于所述顶盖板上的极柱安装部及置于所述极柱安装部的极柱组件，所述极柱安装部包括形成于所述顶盖板上的安装孔以及绕所述安装孔周缘形成的环形凸台；所述极柱组件包括置于所述安装孔中的极柱、形成于所述极柱和安装孔之间的密封圈以及将所述极柱固置于所述环形凸台处的注塑件。本实用新型装配工艺简单，无需焊接，不会产生金属碎屑导致的短路情况，产品良率高。

Description

一种动力电池顶盖

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池顶盖。

背景技术

现有的动力电池顶盖包括具有极柱安装槽的盖板、设于所述极柱安装槽内的密封圈和包胶极柱，所述包胶极柱是将极柱本体、铝环放入注塑模具内注塑包胶形成，所述包胶极柱将所述密封圈压紧于所述极柱安装槽内，所述铝环的下端边缘与所述极柱安装槽的边缘对应焊接连接。现有的动力电池顶盖存在以下缺点：1、需要将铝环的下端边缘与极柱安装槽的下端边缘进行焊接，工艺复杂，而激光焊接设备昂贵，使用的耗材多，导致现在有动力电池顶盖的生产成本高；2、在对极柱和铝环注塑包胶时，由于存在热胀冷缩，会造成包胶极柱尺寸不稳定，生产良品率低下，极大限制了产品的批量化生产，且在焊接过程中容易导致金属屑掉入电芯中，存在短路风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种动力电池顶盖，采用锥形结构的顶盖密封固定方式来将极柱与顶盖板固定并密封，具备装配工艺简单，无需焊接，良率高等优点。

为达到上述目的，本实用新型采用如下方案：

一种动力电池顶盖，包括顶盖板、所述顶盖板上形成至少一个极柱安装部及置于所述极柱安装部的极柱组件，所述极柱安装部包括形成于所述顶盖板上的安装孔以及绕所述安装孔周缘形成的环形凸台；所述极柱组件包括置于所述安装孔中的极柱、形成于所述极柱和安装孔之间的密封圈以及将所述极柱固置于所述环形凸台处的注塑件。

通过上述设置，在顶盖板进行装配时，先将所述密封圈放入所述安装孔中，再将极柱对应装入密封圈内并压紧密封圈，保持压力并通过注塑方式形成注塑件将所述极柱、所述密封圈和所述顶盖板固定密封连接。本结构的动力电池顶盖的装配工艺简单，无需焊接，不会产生金属碎屑导致的短路情况，产品良率高。

进一步，所述安装孔为小端向下贯通所述顶盖板的锥形孔，所述环形凸台的内周面由所述安装孔的孔壁向外且向上延伸而形成，所述环形凸台的外周面与所述顶盖板的上表面的夹角为锐角，所述环形凸台的中空部分与所述锥形孔一并形成供所述极柱置于其中的锥形空间，同一水平面上所述锥形孔的径向尺寸大于所述极柱的外周尺寸。

由于安装孔呈锥形结构，当将与安装孔的配合的密封圈和极柱放置在安装孔内并对极柱施加压力时，密封圈和极柱自动与安装孔保持同轴，与通过焊接将极柱与顶盖板固定连接相比，本方案提高了极柱的安装位置精度。

由于凸台的外周面与所述顶盖板的上表面的夹角为锐角，因此当注塑件成型后注塑件不易向上移动，使得注塑件保持对极柱和密封圈的压紧力，有利于提高产品的密封效果和各组件间的连接强度。

进一步，所述极柱包括上极部和形成于所述上极部下端的下极部，所述下极部为与所述锥形孔形状相适配的锥形柱，所述锥形柱穿设于所述密封圈内以将所述密封圈挤压于所述锥形孔内，所述上极部的上端向上伸出所述环形凸台的中空部分，且所述上极部的外周面与所述环形凸台之间形成环形填充空间；所述注塑件具有填充于所述环形填充空间内的内包覆层、覆于所述环形凸台上凸面的上包覆层以及覆于环形凸台外周面的外包覆层。

优选地，所述极柱包括上极部和形成于所述上极部下端的下极部，所述下极部为与所述锥形空间形状相适配的锥形柱，所述锥形柱穿设于所述密封圈中，所述上极部向上延伸出所述锥形空间；

所述密封圈包括锥形内圈、自所述锥形内圈的上端向外延伸形成的环形压圈以及自所述环形压圈的外周面向下延伸形成的外圈，所述锥形内圈的内周面紧贴于所述下极部的外周面，所述锥形内圈的外周面紧贴于所述锥形孔及环形凸台的内周面，所述环形压圈紧压于所述环形凸台的上凸面，所述外圈紧压于所述环形凸台的外周面，所述外圈的外周面与所述顶盖板的上表面的夹角为锐角；

所述注塑件具有压于所述环形压圈上周面的上包覆层以及包覆于所述外圈的外周的外包覆层，外露于所述密封圈的极柱的外周面被所述上包覆层包覆。

进一步，所述顶盖板上形成两个极柱安装部及对应设置于所述极柱安装部的极柱组件，两个所述极柱的上极部与下极部均由同种导电金属一体成型。

优选地，所述顶盖板上形成两个极柱安装部及对应设置于所述极柱安装部的极柱组件，两个所述极柱的上极部与下极部均分别由不同种导电金属制成，所述极柱的外周面上对应于所述上极部与所述下极部的结合位置处与所述密封圈间隔设置。

优选地，所述顶盖板上形成两个极柱安装部及对应设置于所述极柱安装部的极柱组件，一极柱的上极部与下极部一体成型，另一极柱的上极部与下极部分别由不同种导电金属制成，该另一极柱的外周面上对应于上极部与下极部的结合位置处与所述密封圈间隔设置。

进一步，所述顶盖板上设置有向所述顶盖板下方灌注电解液的注液孔。

进一步，所述顶盖板上贯穿顶盖板设置防爆孔，所述防爆孔处设置用于防止电池外壳内腔压力过大造成电池爆裂的防爆装置。

进一步，所述防爆装置包括由防爆孔上方将防爆孔封闭的上盖片和设置在顶盖板下方将所述防爆孔封闭的防爆膜，所述防爆膜为金属片，所述金属片上刻设有使所述金属片在规定的压力下易于裂开的刻痕，所述金属片的沿周与所述顶盖板密封固定连接将所述防爆孔封闭。

本实用新型的动力电池顶盖在具体装配时，先将密封圈装入安装孔，再将极柱装入密封圈内孔，接着对极柱施加一定的向下的压力使极柱压紧密封圈，保持对极柱的压力然后对极柱四周注塑形成注塑件将密封圈、极柱和顶盖板固定连接在一起，注塑件成型后极柱的上端面高于注塑件的上端面。

本实用新型至少具有以下有益效果：

1.本实用新型通过在顶盖板上设置外壁与顶盖板的上表面成锐角的环形凸台，在环形凸台处开设锥形的安装孔，在锥形的安装孔中设置与安装孔的锥度配合密封圈和极柱，并通过注塑件将所述密封圈、所述极柱与顶盖板间固定连接，其装配工艺简单，无需焊接，不会产生金属碎屑掉入电池壳体内导致的短路情况，产品良率高。

2.环形凸台的外壁与顶盖板的上表面成锐角，当注塑成型时环形凸台的外壁具有限制注塑件向上移动的作用，使得注塑件保持对极柱和密封圈的压紧力，有利于提高产品的密封效果和各组件间的连接强度。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为图1中A部放大图。

图3为图1中B部放大图。

图4为图1中A-A剖视图图。

图5为本实用新型实施例2的结构示意图。

图6为图5中C部放大图。

图7为图5中B-B剖视图图。

其中附图标记为：

顶盖板10、安装孔101、环形凸台102、极柱20、上极部201、下极部202、结合位置处203、密封圈30、锥形内圈301、环形压圈302、外圈303、注塑件40、内包覆层401、上包覆层402、外包覆层403、注液孔50、防爆孔60、上盖片601、金属片602、刻痕6021。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例公开的一种动力电池顶盖，包括顶盖板10、形成于顶盖板10上的极柱安装部及置于所述极柱安装部的极柱组件，所述极柱安装部包括形成于所述顶盖板上的安装孔101以及绕所述安装孔101周缘形成的环形凸台102；所述极柱组件包括置于所述安装孔中的极柱20、形成于所述极柱20和安装孔101之间的密封圈30以及将所述极柱20固置于所述环形凸台102处的注塑件40。

所述顶盖板10可以是由铝、不锈钢、冷轧钢等金属制成的圆形板、方形板或异形板，在本实施例中，所述顶盖板10为由铝制的方形板。结合图1、图3所示，靠近所述顶盖板10的两个短边沿处分别各设置一个安装孔101，其中一个安装孔101中的极柱20与电池电芯的正极连接，另一个安装孔101中的极柱20与电池电芯的负极连接。所述安装孔101为小端向下贯通所述顶盖板10的锥形孔，所述环形凸台102与所述顶盖板10一体成型，环形凸台102的内周面由所述安装孔101的孔壁向外且向上延伸而形成，所述环形凸台102的外周面与所述顶盖板10的上表面的夹角为锐角，所述环形凸台102的中空部分与所述锥形孔一并形成供所述极柱20置于其中的锥形空间，同一水平面上所述锥形孔的径向尺寸大于所述极柱20的外周尺寸。

如图2所示，所述极柱20包括上极部201和形成于所述上极部201下端的下极部202，所述下极部202为与所述锥形孔形状相适配的锥形柱，所述锥形柱穿设于所述密封圈30内以将所述密封圈30挤压于所述锥形孔内，所述上极部201的上端向上伸出所述环形凸台102的中空部分，且所述上极部201的外周面与所述环形凸台102之间形成环形填充空间。

所述极柱20可由铜、铝、铜铝双金属复合等导电金属材质制成，两个安装孔101中的极柱20的上极部201与下极部202可均由同一种导电金属一体成型；或两个安装孔101中的极柱20的上极部201与下极部202均分别由不同的导电金属制成，再通过轧制或者焊接的方式将上极部201与下极部202固定连接在一起，为防止可能由密封圈30处泄露的电解液渗透进入上极部201与下极部202的结合界面造成上极部201与下极部202间的结合力降低，极柱20的外周面上对应于所述上极部201与所述下极部202的结合位置处203与所述密封圈30间隔设置；或一安装孔101中的极柱20的上极部201与下极部202均由同一种导电金属一体成型，另一安装孔101中的极柱20的上极部201与下极部202分别由不同的导电金属制成，再通过轧制或者焊接的方式将上极部201与下极部202固定连接在一起，该由不同导电金属制成的极柱20的外周面上对应于所述上极部201与所述下极部202的结合位置处203与所述密封圈30间隔设置。将极柱20的上极部201与下极部202分体制作可以方便将多个动力电池的极柱20通过电连接片焊接串联起来组成动力电池组。

所述密封圈30可由硅橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶等橡胶材料制成，如图1、图2、图4所示，所述密封圈30位于所述安装孔101内，密封圈30的纵截面呈与所述安装孔101和所述下极部202配合的锥桶状，密封圈30的壁厚为0.5-1.5mm。

如图2、图4所示，所述注塑件40为通过现场浇注PPS、PBT、PA6、PA66、PPA等塑胶材料形成的具有填充于所述环形填充空间内的内包覆层401、覆于所述环形凸台102上凸面的上包覆层402以及覆于环形凸台102外周面的外包覆层403的注塑层。注塑件40将由不同导电金属制成的极柱20的外周面上对应于所述上极部201与所述下极部202的结合位置处203与所述密封圈30隔离，所述上极部201的上端向上伸出所述注塑件40使得所述上极部201的上端面高于所述注塑件40的上端面，当注塑件40凝固成型时，注塑件40将所述顶盖板10、所述密封圈30和所述极柱20固定连接在一起。

如图1所示，为方便在将所述顶盖板10与电池的外壳密封后向电池外壳内添加电解液，在顶盖板10上设置有注液孔50，所述注液孔50沿所述顶盖板10的厚度方向贯穿顶盖板10。

在电池的实际使用过程中，电池壳体内的电芯会逐渐产生气体使得电池壳体内的压力增大，为防止电池壳体内的压力过大导致电池壳体爆裂产生事故，在顶盖板10上设置沿顶盖板10的厚度方向将顶盖板10贯穿的防爆孔60，所述防爆孔60处设置用于防止电池壳体内的气压过高的防爆装置。如图1、图3所示，所述防爆装置包括设置在所述防爆孔60上部将所述防爆孔60封闭的上盖片601和设置在所述上盖片601下方将所述防爆孔60封闭的防爆膜。

所述防爆孔60沿周的顶盖板10上设置有凸起部，所述上盖片601贴合在所述凸起部的上表面将所述防爆孔60封闭，上盖片601用于防止异物划伤下方的防爆膜，所述防爆膜为一金属片602，所述金属片602的沿周与所述顶盖板10密封固定连接将所述防爆孔60封闭，所述金属片602上刻设有使金属片602在规定的压力下易于裂开的刻痕6021。

本实用新型的动力电池顶盖在具体装配时，先将密封圈30装入安装孔101，再将极柱20的下极部202装入密封圈30内孔，接着对极柱20施加一定的向下的压力使极柱20压紧密封圈30，保持对极柱20的压力然后对极柱20四周注塑形成注塑件40将密封圈30、极柱20和顶盖板10固定连接在一起，注塑件40成型后极柱20的上端面高于注塑件40的上端面。

实施例2

如图5-图7，与实施例1的不同之处在于，在本实施例中，所述密封圈30包括锥形内圈301、自所述锥形内圈301的上端向外延伸形成的环形压圈302以及自所述环形压圈的外周面向下延伸形成的外圈303，所述锥形内圈301、所述环形外圈302和所述外圈303一体成型。

所述锥形内圈301的纵截面呈与所述安装孔101和所述下极部202配合的锥桶状，锥形内圈301的内周面紧贴于所述下极部202的外周面，所述锥形内圈301的外周面紧贴于所述锥形孔及环形凸台102的内周面，所述环形压圈302紧压于所述环形凸台102的上凸面，所述外圈303紧压于所述环形凸台102的外周面，所述外圈303的外周面与所述顶盖板10的上表面的夹角为锐角。

所述注塑件40具有压于所述环形压圈301上周面的上包覆层402以及包覆于所述外圈303的外周的外包覆层403，外露于所述密封圈30的极柱20的外周面被所述上包覆层402包覆。

由于密封圈30上具有将所述环形凸台包覆的环形压圈和外圈，当将密封圈30套在环形凸台102上后环形凸台102限制密封圈30的移动，使得密封圈30能更好地定位在安装孔101中，防止在装配时密封圈30移动。

与现有技术中将极柱20与顶盖板10焊接相比，本方案的动力电池顶盖至少具有一下有益效果：

1.本方案通过在顶盖板10上设置锥形的安装孔101和外周面与顶盖板10的上表面成锐角的环形凸台102，并设置与锥形的安装孔101的锥度配合密封圈30和极柱20，通过注塑件40将所述密封圈30、所述极柱20与顶盖板10间固定连接，其装配工艺简单，无需焊接，不会产生金属碎屑掉入电池壳体内导致的短路情况，产品良率高。

2.环形凸台102的外周面与顶盖板10的上表面成锐角，当注塑件40成型时环形凸台102的外周面具有限制注塑件40向上移动的作用，使得注塑件40保持对极柱20和密封圈30的压紧力，有利于提高产品的密封效果和各组件间的连接强度。

3.由于安装孔101呈锥形结构，当将与安装孔101的配合的密封圈30和极柱20放置在安装孔101内并对极柱20施加压力时，密封圈30和极柱20自动与安装孔101保持同轴，提高了极柱20的安装位置精度。

以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种动力电池顶盖，包括顶盖板、形成于所述顶盖板上的极柱安装部及置于所述极柱安装部的极柱组件，其特征在于：所述极柱安装部包括形成于所述顶盖板上的安装孔以及绕所述安装孔周缘形成的环形凸台；所述极柱组件包括置于所述安装孔中的极柱、形成于所述极柱和安装孔之间的密封圈以及将所述极柱固置于所述环形凸台处的注塑件。

2.如权利要求1所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述安装孔为小端向下贯通所述顶盖板的锥形孔，所述环形凸台的内周面由所述安装孔的孔壁向外且向上延伸而形成，述环形凸台的中空部分与所述锥形孔一并形成供所述极柱置于其中的锥形空间，同一水平面上所述锥形空间的径向尺寸大于所述极柱的外周尺寸。

3.如权利要求2所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述环形凸台的外周面与所述顶盖板的上表面的夹角为锐角。

4.如权利要求2所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述极柱包括上极部和形成于所述上极部下端的下极部，所述下极部为与所述锥形孔形状相适配的锥形柱，所述锥形柱穿设于所述密封圈内以将所述密封圈挤压于所述锥形孔内，所述上极部的上端向上伸出所述环形凸台的中空部分，且所述上极部的外周面与所述环形凸台之间形成环形填充空间；所述注塑件具有填充于所述环形填充空间内的内包覆层、覆于所述环形凸台上凸面的上包覆层以及覆于环形凸台外周面的外包覆层。

5.如权利要求2所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述极柱包括上极部和形成于所述上极部下端的下极部，所述下极部为与所述锥形空间形状相适配的锥形柱，所述锥形柱穿设于所述密封圈中，所述上极部向上延伸出所述锥形空间；

所述密封圈包括锥形内圈、自所述锥形内圈的上端向外延伸形成的环形压圈以及自所述环形压圈的外周面向下延伸形成的外圈，所述锥形内圈的内周面紧贴于所述下极部的外周面，所述锥形内圈的外周面紧贴于所述锥形孔及环形凸台的内周面，所述环形压圈紧压于所述环形凸台的上凸面，所述外圈紧压于所述环形凸台的外周面；

所述注塑件具有压于所述环形压圈上周面的上包覆层以及包覆在所述外圈的外周的外包覆层，所述上包覆层的内周面包覆在所述极柱外周面上外露于所述密封圈的部分。

6.如权利要求4所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖板上形成两个极柱安装部及对应设置于所述极柱安装部的极柱组件；

两个极柱的上极部与下极部均由同种导电金属一体成型；或者，两个所述极柱的上极部与下极部均分别由不同种导电金属制成；或者，其中一极柱的上极部与下极部一体成型，另一极柱的上极部与下极部分别由不同种导电金属制成；当所述极柱的上极部与下极部由不同导电金属制成时，所述极柱的外周面上对应于所述上极部与所述下极部的结合位置处与所述密封圈间隔设置。

7.如权利要求5所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖板上形成两个极柱安装部及对应设置于所述极柱安装部的极柱组件；

两个极柱的上极部与下极部均由同种导电金属一体成型；或者，两个所述极柱的上极部与下极部均分别由不同种导电金属制成；或者，其中一极柱的上极部与下极部一体成型，另一极柱的上极部与下极部分别由不同种导电金属制成；当所述极柱的上极部与下极部由不同的导电金属制成时，所述极柱的外周面上对应于所述上极部与下极部的结合位置处与所述密封圈间隔设置。

8.如权利要求1-7中任一项所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖板上设置有向所述顶盖板下方灌注电解液的注液孔。

9.如权利要求8所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖板上贯穿顶盖板设置防爆孔，所述防爆孔处设置用于防止电池外壳内腔压力过大造成电池爆裂的防爆装置。

10.如权利要求9所述的动力电池顶盖，其特征在于：所述防爆装置包括由防爆孔上方将防爆孔封闭的上盖片和设置在顶盖板下方将所述防爆孔封闭的防爆膜，所述防爆膜为金属片，所述金属片上刻设有使所述金属片在规定的压力下易于裂开的刻痕，所述金属片的沿周与所述顶盖板密封固定连接将所述防爆孔封闭。

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